Titulación ácido-base

Título: Titulación ácido-base

Objetivo: Determinar la concentración de una solución acuosa mediante el uso de otra solución de concentración conocida.

Introducción

Una Titulación o Valoración es un procedimiento que consiste en añadir poco a poco una disolución de concentración exactamente conocida a otra de concentración desconocida hasta que la reacción química entre los solutos sea completa, de tal manera que mediante algunos cálculos se pueda determinar la concentración de la disolución con concentración desconocida.

Supongamos que tenemos una disolución patrón de Hidróxido de Sodio y una de concentración desconocida de ácido clorhídrico. El ácido y la base reaccionan en una relación molar 1:1 y forman sal común y agua:

NaOH(ac) + HCL(ac) NaCl + H2O

¿Cómo podremos determinar el punto en que la reacción es completa? Algunos compuestos orgánicos exhiben diferentes colores en función de la acidez de la disolución y cambian de color cuando la concentración de iones hidrógeno alcanza un valor definido. Se les denomina indicadores y se utilizan para determinar (con tanta aproximación como sea posible) el punto en el que la reacción entre el ácido y la base es completa.

Un indicador acido básico común es la fenolftaleína, que es incolora en disoluciones acuosas con pH menores que 8 (o sea, [H3O+] > 10-8 M) y se vuelve roja cuando el pH se aproxima a 10.

Casi todos los indicadores acido básicos son ácidos orgánicos débiles, HIn, o bases orgánicas débiles, InOH, donde “In” representa el grupo orgánico. Al azul de bromo timol, que es un indicador acido básico común, es un ácido orgánico débil. Su constante de ionización es aproximadamente 1 x 10-7. Su disociación en disoluciones acuosas diluidas puede representarse como:

HIn + H2O H3O+In-

Donde HIn representa las moléculas de ácido no ionizadas, e In- el anión (la base conjugada) del ácido débil. La característica esencial de los indicadores acido básicos es que HIn e In- deben tener color distinto. El color de la disolución viene determinado por la cantidad relativa de las dos especies. El punto en el que cambia el color del indicador en una valoración se llama punto final y está determinado por el valor de la constante de ionización del indicador.

El punto de equivalencia es el punto en el que han reaccionado químicamente cantidades equivalentes de ácido y base. En teoría, al efectuar una valoración deberían coincidir el punto final y el punto de equivalencia. Sin embargo, en la práctica lo mejor que podemos conseguir es seleccionar un indicador de cuyo intervalo de cambio de color esté incluido el punto de equivalencia de la reacción en cuestión. Si escogemos un indicador apropiado y seguimos el mismo procedimiento en la normalización y el análisis, podemos minimizar cualquier error debido a la diferencia entre el punto final y el de equivalencia.

CURVAS DE VALORACIÓN DE ACIDOS Y BASES FUERTES

Una curva de valoración es una representación del pH frente a la cantidad (normalmente en volumen) añadida de ácido o base. Muestra en una gráfica el cambio de pH cuando se añade ácido o base a una disolución e indica cuál es el cambio de pH en las proximidades del punto de equivalencia.

DETERMINACION DE LA CONCENTRACION DE LA DISOLUCION DESCONOCIDA

En ésta práctica utilizaremos hidróxido de sodio y ácido clorhídrico, base y ácido fuerte respectivamente, por lo cual la disociación en agua es completa y de acuerdo al balance estequiómetricos de la reacción en el punto de equilibrio deberán existir las mimas moles de ácido y base, por lo tanto:

[Ácido].Vácido = [Base].Vbase

Donde V = Volumen y [] = Molaridad

Para conocer la concentración del ácido (suponiendo que esta disolución sea la de concentración desconocida) deberemos despejar [Ácido] de la relación

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